如何区分非隔离型Buck、Boost和Buck-Boost转换器

非隔离Buck、Boost和Buck-Boost拓扑在AC-DC电源和非隔离DC-DC转换器设计中有广泛的应用。尽管许多专利早在20世纪70年代就已经申请，但其线路简单，成本低和效率高的特点使他们一直被沿用至今。现在的新产品中也会使用新的技术，如数字控制，改进的元器件和更高效的磁性材料等。

隔离型和非隔离型DC-DC转换器的主要区别是有无变压器。在隔离型转换器里，采用变压器在DC输入（初级）和DC输出（次级）间提供安全屏障。非隔离型转换器一般采用低压蓄电池或已包含安全屏障的AC-DC电源作为输入电源。

非隔离型转换器主要分为三类—buck, boost 和 buck-boost。为了便于理解，以下示意图中采用开关代替晶体管，二极管代替同步整流电路。

Buck转换器也称降压转换器，输出电压低于输入电压，参考图1。

 

图1  Buck 转换器

 

当晶体管(S)导通时，电流流过电感L并在电感L中储存能量，同时对电容C充电。当晶体管S断开时，电感L中储存的能量通过负载和二极管D回路放电，电容C也提供部分能量给负载。开关频率通常大于100kHz。输出电压大小取决于晶体管S导通和断开的时间。

Boost转换器也称升压转换器，输出电压高于输入电压。参考图2。

 

图2  Boost 转换器

 

当晶体管S导通时，电流通过电感L和晶体管S回路回到输入端。在此期间能量被储存在电感中。当晶体管S断开时，电感L作为电压源与输入电压串联。电感的储能通过二极管D和负载回路释放。可将电容（C）充电到比输入电压更高的电平，输出电压大小取决于晶体管S导通和断开的时间。

Boost转换器拓扑应用于大多数AC-DC电源的功率因数校正（PFC）部分。当然所使用的控制IC是不同的，PFC的目的是确保输入电流波型是正弦的。当输入电压大于250Vac时，直流输入可能高于电容C上的电压。这将降低PFC升压变换器的性能，并且由于转换器未工作在升压模式下，功率因数将略微降低。

Buck-Boost转换器是降压和升压转换器的组合。输出电压可高于或低于输入电压。参考图3.

 

图3  Buck-Boost转换器

如上图，Buck-Boost转换器线路更复杂并且需要更多的元器件。S2, L, 和 D2组成升压转换部分，S1,L 和 D1组成降压转换部分。

 

TDK-Lambda提供Buck和Buck-Boost转换器标准产品。与Buck-Boost转换器相比，Buck转换器具有元器件少，复杂度低，成本低，效率高，体积小和输出功率更大等优点。

审核编辑：郭婷